抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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原子時計は,時間や周波数の標準として計測標準の分野に大きく貢献しているだけではなく,物理学の基礎研究やGPSなど応用分野にも大きなインパクトを与えている。本稿では,相対性理論で期待される重力場中の原子時計の遅れ(周波数の低減)をのべ,GPS衛星,日本標準時システム及び光領域の原子時計による重力赤方偏移の検出を紹介する。衛星時計の基本周波数は10.23MHzであり,衛星軌道では地球表面に比べて重力ポテンシャルが小さいため,時計が早く進み,時計の周波数は大きくなる。すなわち,およそ1mの高さの変化が,およそ1×10
-6の周波数変動を引き起こす。日本標準時システムを整備するため,セシウム原子時計を700~800mの山に運搬し,重力赤方偏移の検出を試みたところ,観測結果は理論値と一致していた。最近,光領域の原子時計を使って,地表付近で1m以内の高さによる重力ポテンシャルの変動を検出するため,Alイオン時計を33cm持ち上げると周波数が(4.1±1.6)×10
-7変化した。セシウム原子時計と比べて精度が1,000倍向上し,さらに,光時計の短い平均時間の安定度のため,測定時間が大幅に短縮された。この性能を利用することで,高性能な光時計の鉱物探査や地震予知への応用が期待される。
